立式加工中心的设计特点和要求

立式加工中心是指主轴轴线垂直于工作台的加工中心。立式加工中心主要适用于加工板、盘、模具和小壳体等复杂零件。立式加工中心可完成铣削、镗孔、钻孔、攻丝、螺纹切削等工序。立式加工中心至少有三轴两联动，一般可以实现三轴三联动。有的可以进行五轴和六轴控制。立式加工中心立柱的高度有限，箱体类工件的加工范围要减小，这是立式加工中心的缺点。而，立式加工中心的工件装夹和定位方便。刀具轨迹易于观察，调试程序便于检查和测量，能及时发现问题，停机加工或修改。冷却条件容易建立，切削液可以直接到达刀具和加工表面。三个坐标轴与直角坐标系重合，直观感受与画面视角一致。切屑容易去除和脱落，并避免划伤加工表面。与相应的卧式加工中心相比，结构简单，占地面积小，价格低。

  立式加工中心的设计特点和要求：

  1. 它具有较高的静态和动态风度。立式加工中心价格昂贵，其加工成本远远高于传统机床，这就需要采取措施大大压缩单件的加工时间。压缩单件加工时间包括两个方面。一方面，开发新的刀具材料，例如，切削速度提高一倍，这大大缩短了切削时间。另一方面，采用了自动换刀系统，加快了装夹、换刀等操作，大大减少了辅助时间。些措施大大提高了生产率，取得了良好的经济效益。然而，它们也显著增加了机床的负载和运行时间。在设计加工中心的结构时，考虑到这些因素，大型基础件通常采用封闭式箱体结构，合理布置筋条，加强各部件的接触空气，有效地改善了机床的静态空气。此外，调整部件的质量可能会改变系统的固有频率，增加阻尼可以改善机床的阻尼特性，是提高机床动态优雅性的有效措施。

  2. 具有静刚度。机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱的结构刚度会影响其自身的几何精度和变形引起的误差。这些因素都要求数控机床具有更高的静刚度。切削过程中的振动不仅直接影响零件的加工精度和表面质量，而且会降低刀具寿命，影响生产率。而且加工中心是连续作业，不可能在加工过程中进行人为调整（如改变切削量或改变刀具几何角度）来消除或减少振动。因此，加工中心的动刚度也必须提高。

  3. 有较少的热变形。加工中心在加工过程中受到切削热、摩擦热等内外热源的影响，各种零件会发生不同程度的热变形，从而影响工件的加工精度。由于加工中心的主轴转速、进给速度和切削体积都大于传统机床，而且加工过程是自动化的，往往是连续加工，因此产生的热量往往是通过有效的液体冷却和冷却方法来控制的。改进机床的结构，使部件的热变形发生在非误差敏感的方向上。例如，卧式加工中心立柱采用框架式双立柱结构，左右对称。热变形会导致主轴轴线方向的平移运动，可以通过坐标校正来补偿，以减少热量的产生，并尽可能地将热源与主机分离。

  4. 动部件之间的摩擦力小，消除了传动系统的间隙。加工中心工作台的位移以脉冲当量为最小单位。在对刀等情况下，工作台的移动速度往往很低。这就要求工作台能够准确地响应数控设备发出的指令，这与运动部件的摩擦特性有关。加工中心采用滚动导轨。滚动导轨和静压导轨的静摩擦力小，在润滑油的作用下，它们的摩擦力随着运动速度的增加而减小，有效地避免了低速爬行现象，使加工中心的运动平衡和定位精度得到提高。在进给系统中使用滚珠丝杠代替滑动丝杠也是基于同样的原因。此外，脉冲补偿装置用于螺距补偿，消除了进给传动系统的间隙，有些机床采用了无间隙传动副。

  5. 使用寿命长，精度保持性好。良好的润滑系统保证了立式加工中心的使用寿命。导轨、进给丝杆和主轴部件均采用新型耐磨材料，使加工中心在长期使用过程中能保持良好的精度。

  6. 人性化设计。加工中心采用主轴、多刀架和自动换刀装置，一次装夹完成多工序加工，节省了大量装夹和换刀时间。由于不需要人工操作，所以采用封闭或半封闭处理，使人机界面明亮、整洁、协调。每台机床联锁能力强，可防止事故发生，改善操作人员的观察、操作和维修条件，并配有紧急停止装置，避免事故发生。所有操作都集中在一个操作板上，一目了然。减少了误用。